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Alain COL : Ingénieur-conseil, Consultac, expert en mise en forme des tôles minces - Ancien responsable mise en forme à Sollac
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Lire l’articleINTRODUCTION
Pour mieux adapter le choix d’une tôle à un type donné d’emboutissage, il est important de prendre en compte l’influence des caractéristiques mécaniques sur la mise en forme. Nous aborderons dans une première partie de cet article une description des forces mises en jeu en emboutissage, et analyserons ensuite en détail le rôle des caractéristiques mécaniques telles que le coefficient d’anisotropie, le coefficient d’emboutissage, la limite d’élasticité, la résistance à la traction. Les facteurs métallurgiques comme la cristallographie, la structure métallographique, la taille des grains, la surface, et l’homogénéité du matériau agissent également sur l’aptitude au formage et seront aussi examinés.
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Adaptation de la tôle au type d’emboutissageArticle inclus dans l'offre
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1. Efforts en emboutissage
L’influence des modes de déformation a été considérée dans l’article .
Pour pouvoir mieux juger, au paragraphe 2, de l’influence des caractéristiques mécaniques sur la formabilité, nous avons besoin de considérer maintenant un autre aspect du formage des tôles : celui des forces mises en jeux.
La description de ces efforts n’est pas simple. Il n’existe pas de loi analytique précise permettant de les prévoir, ce qui oblige, soit à utiliser des formules approchées, soit à pratiquer des calculs par intégration ou par éléments finis. Nous allons raisonner sur des pièces de forme simple.
1.1 Cas d’un embouti en rétreint
On peut distinguer trois zones (figure 1) :
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le fond du godet, sur lequel s’exerce l’effort du poinçon ;
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la collerette où le métal s’oppose à la déformation qui lui est imposée ;
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la jupe de l’embouti qui transmet l’effort entre le fond du godet et la collerette.
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Quatre forces résistantes peuvent alors être identifiées [25].
Dans la collerette, le métal doit converger dans la matrice, ce qui implique une forte plastification.
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L’effort nécessaire, que nous appelons F rétreint est proportionnel à l’épaisseur et dépend de la loi d’écrouissage et du coefficient d’anisotropie.
La tôle, tirée à l’intérieur de la matrice, doit réduire sa « largeur » sous l’effet des contraintes de compression circonférentielles...
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Efforts en emboutissage
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BIBLIOGRAPHIE
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(2) - CHU (E.), SOWERBY (R.), SOLDAAT (R.), DUNCAN (J.L.) - Strain measurement over large areas of an industrial stamping. - 13th IDDRG Congress, Melbourne, p. 9-22 (1984).
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(3) - KEELER (S.P.), BACKOFEN (W.A.) - Plastic Instability and Fracture in Sheets Stretched Over Rigid Punches. - Trans. ASM 56, 25 (1963).
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(4) - KEELER (S.P.) - Determination of Forming Limits in automotive stampings. - SAE Paper no 650535, mai 1965.
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(5) - GOODWIN (G.M.) - Application of strain analysis to sheet metal forming problems in the press shop. - SAE paper No 680093, janv. 1968.
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(6) - NAKAZIMA (K.), KIKUMA (T.), ASUKA (K.) - Study on the formability of steel sheet. - Yawata...
NORMES
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Produits sidérurgiques – Essais d’aptitude à la déformation et d’usinabilité – Essais d’emboutissage à flans bloqués. - NF A03-652 - 12-84
-
Produits sidérurgiques – Méthode de détermination du coefficient d’anisotropie plastique r des tôles en acier. - A03-658 - 11-01
-
Produits sidérurgiques – Méthode de détermination du coefficient d’écrouissage n des tôles en acier. - A03-659 - 11-01
-
Produits sidérurgiques – Détermination de la grosseur du grain ferritique ou austénitique des aciers. - NF A04-102 - 11-80
-
Matériaux métalliques – Essai de traction – Partie 1 : méthode d’essai à température ambiante. Indice de classement : A03-001. - NF EN 10002-1 - 10-01
-
Produits sidérurgiques – Produits plats laminés à froid, en acier doux pour emboutissage ou pliage à froid. Indice de classement : A36-401. - NF EN 10130 - 09-98
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